自：战略与国际问题研究中心（CSIS）报告
【知远导读】本文编译自美国战略与国际问题研究中心（CSIS）发布的报告：《美国防部协同作战飞机项目的进展、问题和未决问题》。报告中，作者首先介绍了美国空军战斗机机队面临的重大问题、美国空军高层对此提出的相应解决方案，以及协同作战飞机项目的重大进展。作者随后分析了该项目的有利形势，并根据分析建议美国空军部应拆分采购合同、促进市场竞争与创新，让非传统防务公司参与到防务合同竞争中。再次，作者分析了目前该项目存在的两个问题，建议美国空军在不牺牲武器性能的情况下，降低战斗机的单位成本。最后，作者根据国际新形势和竞争，分析该项目未来面临的问题。
报告全文约1.7万字，篇幅所限，推送部分为节选。略去了报告后半部分关于项目所面临的问题的内容。
2021年9月22日，时任美国空战司令部司令的马克·D.凯利将军发表了一次演讲，反复强调了一个严峻的信息：“大量分析明确显示，如果将来在台海问题上与中国发生冲突，当前的美国空军战斗机机队不会取胜。”
凯利提到的一些全面分析是由米切尔航空航天研究所进行的，该研究所后来公布了其分析结果。米切尔研究所发现，截至2022年，美国空军机队的规模不足1990年的一半，并且大约80%的空军战斗机已经超过了设计使用寿命。在空军机队中，战斗机的平均机龄大约为30年。根据米切尔研究所报告，这些老化的飞机越来越不具备执行任务的能力，也不能安全飞行，“因为它们的机龄高，系统和结构也在加速失灵。”新飞机的采购跟不上这个问题的发展速度。机队每年都在老化，规模不断缩小。
美国空军需要更多的飞机，但是也需要以更低的价格购买、驾驶和维修这类飞机。1985年，诺曼·奥古斯汀提出了一个著名的观点：美国每一代战斗机的成本都远高于上一代战斗机。自莱特兄弟时代以来，新一代战斗机的单位成本平均每20年增加10倍以上。100多年来的数据都显示这一趋势持续存在，最终将美国空军的预算推向了崩溃的边缘。2023年，美国空军部长弗兰克·肯德尔表示，作为F-35的官方后续项目，“下一代空中优势”项目中每架战斗机将耗资“数亿美元”。
美国国防部领导层早就知道，必须找到一种方法，在不超出预算的情况下，迅速填补日益扩大的作战能力缺口。十年来，国防部领导层一直在谈论人工智能（AI）和自主技术在帮助应对这一挑战方面的潜力。普通飞机需要设计生命支持系统、飞行控制系统、显示器和逃生系统，从而适应血肉之躯的飞行员。而无人机的设计者可以不受这些工程和成本劣势的约束。此外，在设计新一代飞机时，有机会让国防部摆脱“多用途”设计理念。正是该设计理念导致F-35战斗机价格昂贵、复杂且笨重。下一代战斗机项目的启动，空军有机会生产数量更多、成本更低的无人机。在该领域的一个早期计划中，美国空军将其目标描述为，“打破战术相关飞机成本不断上升的轨迹”。
但是，许多人对于美国空军是否真正打算采用自主系统这一点提出了合理的质疑。毕竟，几十年前，空军领导层以飞行员为中心的文化使其在采用遥控无人机这一问题上顽固且落后。我们可以毫不夸张地问，在启用人工智能支持的自主系统方面，是否会历史重演？特别是，过去10年的空军预算申请中，对人工智能和自主系统的投资很少，至少按照国防部主要计划的标准来看是这样。
2024年春天，这个问题有了一个明确的答案，一项名为协同作战飞机（CCA）的新型自主战斗机项目的资金投入大幅增加。美国空军的目标是部署数千架人工智能支持的、更经济实惠的自主无人驾驶协同作战飞机，并希望这些飞机能在第五代和第六代载人战斗机飞行员（指挥下）与之并肩作战。从某种意义上说，协同作战飞机是自主的，它们可以听从命令并参与包括战斗在内的复杂任务，不需要逐步指令。空军指挥官设想这些飞机能够执行包括电子战在内的各种任务；情报、监视和侦察；混战等等。
2024年4月24日，美国空军宣布了迄今为止最重要的协同作战飞机里程碑：合同授予安杜里尔和通用原子两家公司，进入了该计划的下一阶段。在签订全面生产合同之前，每家公司都将获得“用于详细设计、制造和对生产代表性供试品进行飞行测试”的资金。因此，最新合同授予后，协同作战飞机项目“增量1”将有可能确定最终的设计方案。但是，没有被选中生产增量1样机的公司仍然可以竞争增量1全速率生产合同（预计在2026年），以及目前处于“增量2”计划阶段。
协同作战飞机项目的下一阶段有很多值得庆祝的地方。本文主要关注四个方面：第一，通过制定官方计划，美国空军最终向自主系统投入了大量的关注和资金。这些系统现在有了一条清晰的发展路径（至少在预算方面），可以从国防部的科学项目领域转移到世界各地作战司令部的规模化作战部署中。
第二，美国空军的采购和外包方法最终解决了先前采购的许多失败模式，即，要求写得太窄，限制了来自业界的创新性建议，并且在项目生命周期阶段过早结束竞标，导致无法继续积极推动行业向前发展。
第三，政府已经将协同作战飞机的软件和硬件采购途径分开，这样政府就可以在每个领域选择最具吸引力的行业合作伙伴，而不是被迫选择一个硬件能力强但软件能力弱的承包团队，反之亦然。该计划采用行业联盟的方式来开发和维护政府所有的自主-政府参考架构（A-GRA），这也使政府能够很好地保持行业竞争以及该架构与其他政府自主工作（包括空军以外的工作）之间的互操作性。
第四，空军选择了一家非传统的风险投资支持的国防承包商安杜里尔公司，这对其他企业家和投资者来说是一个令人鼓舞的信号，因为他们正在考虑是否应该花时间或金钱为国防部开发技术。
关注并资助扩展自主系统
与其他大多数专注于人工智能和自主系统的美国国防部项目不同，协同作战飞机项目是一个真正记录在案的武器研发计划，有大量的多年期资金支持，并能跨越所谓的“死亡之谷”。而此前，大多数国防部技术开发项目都止步于此，特别是那些由军事服务实验室和国防部长办公室的研究机构运行的项目。
制定一个记录在案的项目并不能解决所有问题；事实上，它会带来许多程序方面的问题。但这意味着负责任的军队将投入时间和精力来解决所有棘手的问题，这些问题需要在开发过程中、甚至是开发结束后得到解决，问题包括但不限于条令、组织、训练、物资、领导、人员、设施和政策（DOTMLPF-P）。就协同作战飞机项目而言，美国空军每年都要花费数千万美元，通过实验作战单元（EOU）来解决上述问题，提供“作战概念和研究、飞行试验和测试支持、原型、信息技术的基础设施投资、培训和演示以及项目管理支持，从而使自主作战概念变得更加成熟。”
2025财年预算申请中，在2024财年计划6.61亿美元的基础上，未来五年将为该项目拨款89亿美元。这比国防部之前用在前身项目工作上的开支有了大幅增加。
下文所列的六个国防部早期研发项目为CCA铺平了有意义的道路。有关每个项目及其与项目关系的更详细描述，请参见附录B。下图1显示了项目的发展和技术转型时间表。
1.美国国防高级研究计划局（DARPA）拒止环境下的协同作战（CODE）
2.美国防高级研究计划局空战演进（ACE）
3.美国空军研究实验室（AFRL）低成本可消耗飞机技术（LCAAT）
4.美空军研究实验室“天空博格人（Skyborg）”
5.美空军研究实验室机外传感站（OBSS）/机外武器站（OBWS）
来源：CSIS analysis of DOD FY 2015–FY 2029 research, development, test, and evaluation (RDT&E) budget requests，查看网址：https://comptroller.defense.gov/Budget-Materials/。
这些关键的前身项目都完成了重要的技术成熟工作，使空军及其行业基础达到了项目可行的程度。但是协同作战飞机项目的规模远大于这些前身项目。事实上，该项目在头两年的投资将超过其他六个项目过去10年的投资总和（参见图2和附录A），标志着该计划从研发阶段过渡到了规模化生产和技术改进阶段。
推动竞争和行业主导的创新
如图1和图2所示，美国国防部，尤其是美国空军，近10年来一直在资助低成本自主战斗机的研发。考虑到这一点，如果政府高层和专家对最理想的飞机设计、成本和性能有强烈的意见，这是可以理解的。但其风险也是国防部高层遇到过的，就是政府对竞标者的要求过多，以至于公司几乎没有机会展示创新的系统设计或工程方法。
在最近一次授予项目合同时，空军刻意为业界留出了发挥想象力的空间。2024年，在签订合同前举办的CSIS活动中，负责空军计划和项目的副参谋长理查德·摩尔中将表示，
我们要带着问题去找他们[行业]，我们要知道他们能做什么，有哪些可能性，他们能提供什么，我们不要提需求去约束他们，而是应该让他们不断挑战极限。
我认为我们现在开始看到的是，外部有很多想法，其中一些不一定来自大型国防项目，这些想法实际上都超出了我们在编写需求时能想到的部分。
美空军在考虑如何以最佳方式迈向更加人工智能化和自主化的未来时，保持了开放的心态，这是一个积极的信号。
与近期记录在案的许多其他项目不同的是，协同作战飞机项目明确侧重于为新参与者保留持续的竞争和机会。虽然安杜里尔和通用原子被选中继续获得政府的资助和支持，但在最近的竞争中落败的公司仍然有资格竞争即将签订的生产合同。
美国空军的一份声明指出，“由20多家公司组成的更广泛的行业合作伙伴供应商联盟”将有资格“参与未来的工作，包括未来的生产合同”。
表1显示了公开承认参与协同作战飞机项目及其前身项目的公司和其他组织的联盟。该图不是完整清单。
来源：数据汇编自项目执行者声明、政府新闻稿和来自https://www.usaspending.gov/的联邦合同数据。
对持续竞争的强调意味着，向“增量1”合同投标但未中标的三家公司——波音公司、洛克希德·马丁公司和诺斯罗普·格鲁曼公司——仍有资格参加“增量1”全面生产合同的竞标。这三家公司以及未参与“增量1”合同项目的公司也有资格为“增量2”合同（时间未定）提交项目计划书。“增量2”合同对飞机性能的重点需求可能完全不同。但是，政府（至少在很大程度上）将为安杜里尔和通用原子公司提供两年或更长时间的技术开发资金，而其余公司必须自掏腰包。
虽然这种方法并不典型，但是国防部最近已经进行了尝试。这似乎是一种有价值的策略，可以奖励那些愿意用内部资金投入技术研发的行业参与者，而不仅仅是那些只有在政府报销所有费用的情况下才参与的行业参与者。例如，在航天发射服务领域，空军和太空军将国家安全航天发射合同的第1阶段和第3阶段授予蓝色起源公司，但没有对第2阶段进行招标。未得到第2阶段的招标合同，蓝色起源公司面临着两项选择，要么继续投资技术开发，以自有资金为美国国家安全航天客户群提供服务，要么放弃市场。在这种情况下，不仅未来可能授予合同这一点足以吸引蓝色起源公司继续投资，蓝色起源公司取得的进展也足够吸引人，因此太空军授予了它一个项目名额。现在，蓝色起源公司和另外两家合同承包商——SpaceX和联合发射联盟（ULA）——都将面临更大的竞争压力，因为他们要考虑定价，以及如何努力推动自身组织满足政府客户的需求。这对政府来说是一大胜利。
在协同作战飞机项目中，美国空军复制了保留竞争机会的方法，且很有可能从中获益。之前在2024财年获得了项目资金支持的另外三家公司，都表示将继续投资自主飞机技术，并可能参与项目下一份增量合同的竞标。除这三家公司外，还有其他公司可能会参加下一份增量合同的竞标，比如克瑞拓斯，它是“低成本可消耗飞机技术”项目和“天空博格人”项目的主要承包商，其他公司则有可能成为分包商。
所有这些都表明，开发协同作战飞机的公司不太可能在短期内取得优势。它们将继续面临巨大的竞争压力，而国防部仍有机会从具备相关能力并愿意投入资金的公司中获益。
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